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《西安交大電路課件趙彥珍副教授 Chapter6.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第六章儲能元件主要內(nèi)容（1）電容元件；（2）電感元件；（3）電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)。9/18/202116.1電容元件(capacitor)電容器_q+q?在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，板上電荷仍可長久地集聚下去，是一種儲存電能的部件。1.定義電容元件儲存電能的元件。其特性可用u～q平面上的一條曲線來描述qu庫伏特性9/18/20212任何時刻，電容元件極板上的電荷q與電流u成正比。q~u特性是過原點的直線電路符號2.線性定常電容元件C＋－u+q-qC稱為電容器的電容,單位：F(法)(Far
2、ad，法拉),常用?F，pF等表示。quO?單位9/18/20213線性電容的電壓、電流關(guān)系C＋－uiu、i取關(guān)聯(lián)參考方向電容元件VCR的微分關(guān)系表明：(1)i的大小取決于u的變化率,與u的大小無關(guān)，電容是動態(tài)元件；(2)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時，i=0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；實際電路中通過電容的電流i為有限值，則電容電壓u必定是時間的連續(xù)函數(shù).9/18/20214電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件（1）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;（2）上式中u(t0)稱為電容電壓的初始
3、值，它反映電容初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)電容元件VCR的積分關(guān)系表明注9/18/202153.電容的功率和儲能當(dāng)電容充電，u>0，du/dt>0，則i>0，q?，p>0,電容吸收功率。當(dāng)電容放電，u>0，du/dt<0，則i<0，q?，p<0,電容發(fā)出功率.功率表明電容能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。u、i取關(guān)聯(lián)參考方向9/18/20216（1）電容的儲能只與當(dāng)時的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲
4、能不能躍變；（2）電容儲存的能量一定大于或等于零。從t0到t電容儲能的變化量：電容的儲能表明9/18/20217例1＋－C0.5Fi求電流i、功率P(t)和儲能W(t)21t/s20u/V電壓波形解u(t)的函數(shù)表示式為:解得電流21t/s1i/A-1u(t)9/18/2021821t/s20p/W-221t/s10WC/J吸收功率釋放功率9/18/2021921t/s1i/A-1若已知電流求電容電壓，有9/18/2021106.2電感元件(inductor)i(t)+-u(t)電感器把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實際電感
5、器，當(dāng)電流通過線圈時，將產(chǎn)生磁通，是一種儲存磁能的部件?（t)＝N?(t)1.定義電感元件儲存磁能的元件。其特性可用?～i平面上的一條曲線來描述i?韋安特性9/18/202111任何時刻，通過電感元件的電流i與其磁鏈?成正比。?~i特性是過原點的直線電路符號2.線性定常電感元件L稱為電感器的自感系數(shù),L的單位：H(亨)(Henry，亨利)，常用?H，mH表示。?iO?+-u(t)iL單位9/18/202112線性電感的電壓、電流關(guān)系u、i取關(guān)聯(lián)參考方向電感元件VCR的微分關(guān)系表明：(1)電感電壓u的大小取決于i的變化率,
6、與i的大小無關(guān)，電感是動態(tài)元件；(2)當(dāng)i為常數(shù)(直流)時，u=0。電感相當(dāng)于短路；(3)實際電路中電感的電壓u為有限值，則電感電流i不能躍變，必定是時間的連續(xù)函數(shù).+-u(t)iL根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律9/18/202113電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件（1）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;（2）上式中i(t0)稱為電感電流的初始值，它反映電感初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。電感元件VCR的積分關(guān)系表明注9/18/2021143.電感的功率和儲能當(dāng)電流增大，i>0，di/
7、dt>0，則u>0，??，p>0,電感吸收功率。當(dāng)電流減小，i>0，di/dt<0，則u<0，??，p<0,電感發(fā)出功率。功率表明電感能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。u、i取關(guān)聯(lián)參考方向9/18/202115（1）電感的儲能只與當(dāng)時的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變；（2）電感儲存的能量一定大于或等于零。從t0到t電感儲能的變化量：電感的儲能表明9/18/202116電容元件與電感元件的比較：電
8、容C電感L變量電流i磁鏈?關(guān)系式電壓u電荷q(1)元件方程的形式是相似的；(2)若把u-i，q-?，C-L，i-u互換,可由電容元件的方程得到電感元件的方程；(3)C和L稱為對偶元件,?、q等稱為對偶元素。*顯然，R、G也是一對對偶元素:I=U/R?U=I/GU=RI?I=GU結(jié)論9/18/2021176-3電容、電
